(57)【要約】種々の実施形態では、ユーザの頭部上に装着されるように構成されるウェアラブルコンポーネントが、開示される。ウェアラブルコンポーネントは、ウェアラブル支持体と、ウェアラブル支持体に結合される、またはその中に配置される、電子コンポーネントとを備えることができる。熱管理構造は、電子コンポーネントと熱連通するように提供されることができる。熱管理構造は、ウェアラブル支持体がユーザの頭部上に配置されるとき、電子コンポーネントからの熱をユーザの頭部から離れるように伝達するように構成されることができる。
2019537144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの頭部上に装着されるように構成されるウェアラブルコンポーネントであって、前記ウェアラブルコンポーネントは、
ウェアラブル支持体と、
前記ウェアラブル支持体と熱連通する電子コンポーネントと、
前記電子コンポーネントと熱連通する熱管理構造であって、前記熱管理構造は、前記電子コンポーネントからの熱を前記ウェアラブルコンポーネントのユーザ側から離れるように伝達するように構成される、熱管理構造と
を備える、ウェアラブルコンポーネント。
【請求項２】
前記熱管理構造は、機械的構造を備え、前記機械的構造は、前記ウェアラブル支持体内または前記ウェアラブル支持体上に配置され、前記電子コンポーネントと熱連通する、請求項１に記載のウェアラブルコンポーネント。
【請求項３】
前記機械的構造の厚さの少なくとも一部を通して形成される１つ以上の溝をさらに備え、前記１つ以上の溝は、前記機械的構造の偏向を制御するように構成される、請求項２に記載のウェアラブルコンポーネント。
【請求項４】
前記熱管理構造は、前記機械的構造が、前記ウェアラブルコンポーネントのユーザ側と外側シェル構造との間にあるように、前記機械的構造と結合される外側シェルを備え、前記機械的構造は、前記電子コンポーネントからの熱を前記外側シェルに伝達するように構成される、請求項２−３のいずれか１項に記載のウェアラブルコンポーネント。
【請求項５】
少なくとも部分的に前記外側シェルの厚さを通して前記機械的構造から延在する熱伝導性ビアをさらに備える、請求項４に記載のウェアラブルコンポーネント。
【請求項６】
前記機械的構造は、前記外側シェルの背面に結合される熱伝導性平面部材を備える、請求項５に記載のウェアラブルコンポーネント。
【請求項７】
前記熱伝導性ビアは、前記熱伝導性平面部材に結合される、またはそれとともに形成され、前記熱伝導性ビアは、前記熱伝導性平面部材に対して非平行に配置される、請求項６に記載のウェアラブルコンポーネント。
【請求項８】
前記外側シェルは、積層構造を備える、請求項４−７のいずれか１項に記載のウェアラブルコンポーネント。
【請求項９】
前記積層構造は、複数の交互する第１および第２の層を備え、前記第１の層は、前記第２の層より高い熱伝導性を有する、請求項８に記載のウェアラブルコンポーネント。
【請求項１０】
前記第１の層は、補強材料を備える、請求項９に記載のウェアラブルコンポーネント。
【請求項１１】
前記補強材料は、繊維または布地を備える、請求項１０に記載のウェアラブルコンポーネント。
【請求項１２】
前記第１の層は、炭素繊維を備える、請求項１１に記載のウェアラブルコンポーネント。
【請求項１３】
前記第２の層は、エポキシを備える、請求項９−１２のいずれか１項に記載のウェアラブルコンポーネント。
【請求項１４】
１つ以上の熱伝導性コンポーネントを前記エポキシ内にさらに備える、請求項１３に記載のウェアラブルコンポーネント。
【請求項１５】
前記１つ以上の熱伝導性コンポーネントは、カーボンナノチューブ、グラフェン、または金属のうちの少なくとも１つを含む、請求項１４に記載のウェアラブルコンポーネント。
【請求項１６】
前記電子コンポーネントは、プロセッサおよびカメラのうちの少なくとも１つを含む、請求項１−１５のいずれか１項に記載のウェアラブルコンポーネント。
【請求項１７】
前記ウェアラブルコンポーネントは、拡張現実デバイスを備える、請求項１−１６のいずれか１項に記載のウェアラブルコンポーネント。
【請求項１８】
前記熱管理システムに内蔵される１つ以上の電気コンポーネントをさらに備える、請求項１−１７のいずれか１項に記載のウェアラブルコンポーネント。
【請求項１９】
前記熱管理システムは、いかなるファンも含まない、請求項１−１８のいずれか１項に記載のウェアラブルコンポーネント。
【請求項２０】
前記熱管理システムは、いかなる通気口も含まない、請求項１−１９のいずれか１項に記載のウェアラブルコンポーネント。
【請求項２１】
ユーザの頭部上に装着されるように構成されるウェアラブルコンポーネントであって、前記ウェアラブルコンポーネントは、
内部の機械的構造と、
前記内部の機械的構造が前記ウェアラブルコンポーネントのユーザ側と外側シェル構造との間にあるように、前記内部の機械的構造と機械的に結合される外側シェル構造であって、前記内部の機械的構造は、前記ウェアラブルコンポーネントのユーザ側から離れるように熱を前記外側シェル構造に伝達するように構成される、外側シェル構造と、
少なくとも部分的に前記外側シェル構造の厚さを通して前記内部の機械的構造から延在する熱伝導性ビアと
を備える、ウェアラブルコンポーネント。
【請求項２２】
前記内部の機械的構造は、前記外側シェル構造の背面に結合される熱伝導性平面部材構造を備える、請求項２１に記載のウェアラブルコンポーネント。
【請求項２３】
前記熱伝導性ビアは、前記熱伝導性平面部材に結合される、またはそれとともに形成され、前記熱伝導性ビアは、前記熱伝導性平面部材に対して非平行に配置される、請求項２２に記載のウェアラブルコンポーネント。
【請求項２４】
前記外側シェル構造は、積層構造を備え、前記熱伝導性ビアは、前記積層構造の複数の層を通して延在する、請求項２１−２３のいずれか１項に記載のウェアラブルコンポーネント。
【請求項２５】
前記積層構造は、複数の交互する第１および第２の層を備え、前記第１の層は、前記第２の層より高い熱伝導性を有する、請求項２４に記載のウェアラブルコンポーネント。
【請求項２６】
前記ウェアラブルコンポーネントと結合される電子コンポーネントをさらに備え、前記内部の機械的構造は、前記電子コンポーネントからの熱を前記外側シェル構造に伝達するように構成される、請求項２１−２５のいずれか１項に記載のウェアラブルコンポーネント。
【請求項２７】
前記ウェアラブルコンポーネントが前記ユーザの頭部上に装着されるとき、熱は、前記熱伝導性ビアを通して、かつ前記複数の交互する第１および第２の層を通して伝導され、熱を前記ユーザの頭部から離れるように伝導する、請求項２５−２６のいずれか１項に記載のウェアラブルコンポーネント。
【請求項２８】
ユーザの頭部上に装着されるように構成されるウェアラブルコンポーネントを製造する方法であって、前記方法は、
内部の機械的構造と、少なくとも部分的に外側シェル構造の厚さを通して前記内部の機械的構造から延在する熱伝導性ビアとを提供することと、
前記内部の機械的構造が前記ウェアラブルコンポーネントのユーザ側と前記外側シェル構造との間にあるように、外側シェル構造の背面を前記内部の機械的構造に機械的に結合することであって、前記内部の機械的構造は、前記ウェアラブルコンポーネントのユーザ側から離れるように熱を前記外側シェル構造に伝達するように構成される、ことと
を含む、方法。
【請求項２９】
電子コンポーネントを前記内部の機械的構造と熱連通するように提供することをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
１つ以上の溝を前記内部の機械的構造の厚さの少なくとも一部を通して形成することをさらに含み、前記１つ以上の溝は、前記内部の機械的構造の偏向を制御するように構成される、請求項２８または２９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１６年１１月１６日に出願された米国仮特許出願第６２／４２３，１９２号に対する優先権を主張するものであり、該米国仮特許出願の内容は、あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書中に援用される。
【０００２】
本分野は、頭部搭載型拡張現実システムのための熱管理システムを含む、ウェアラブルコンポーネントのための熱管理システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
現代のコンピューティングおよびディスプレイ技術は、仮想現実（「ＶＲ」）、拡張現実（「ＡＲ」）、および複合現実（「ＭＲ」）システムの開発を促進している。ＶＲシステムは、ユーザが体験するためのシミュレートされた環境を作成する。これは、頭部搭載型ディスプレイを通して、コンピュータ生成画像をユーザに提示することによって行われることができる。本画像は、感覚体験を作成し、これは、ユーザをシミュレートされた環境に没入させる。ＶＲシナリオは、典型的には、実際の実世界画像もまた含むのではなく、コンピュータ生成画像のみの提示を伴う。
【０００４】
ＡＲシステムは、概して、実世界環境をシミュレートされた要素で補完する。例えば、ＡＲシステムは、ユーザに、頭部搭載型ディスプレイを介して、周囲実世界環境のビューを提供し得る。しかしながら、コンピュータ生成画像もまた、ディスプレイ上に提示され、実世界環境を向上させることができる。本コンピュータ生成画像は、実世界環境にコンテキスト的に関連する、要素を含むことができる。そのような要素は、シミュレートされたテキスト、画像、オブジェクト等を含むことができる。ＭＲシステムは、シミュレートされたオブジェクトもまた実世界環境の中に導入する、ＡＲシステムのタイプであるが、これらのオブジェクトは、典型的には、より優れた相互作用の程度を特徴とする。シミュレートされた要素は、多くの場合、リアルタイムで相互作用することができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態では、ユーザの頭部上に装着されるように構成されるウェアラブルコンポーネントが、開示される。ウェアラブルコンポーネントは、ウェアラブル支持体と、ウェアラブル支持体と熱連通する電子コンポーネントとを備えることができる。熱管理構造は、電子コンポーネントと熱連通することができ、熱管理構造は、ウェアラブルコンポーネントのユーザ側から離れるように電子コンポーネントからの熱を伝達するように構成される。
【０００６】
別の実施形態では、ユーザの頭部上に装着されるように構成されるウェアラブルコンポーネントが、開示される。ウェアラブルコンポーネントは、内部の機械的構造と、内部の機械的構造がウェアラブルコンポーネントのユーザ側と外側シェル構造との間にあるように、内部の機械的構造と機械的に結合される外側シェル構造とを備えることができる。内部の機械的構造は、ウェアラブルコンポーネントのユーザ側から離れるように熱を外側シェル構造に伝達するように構成されることができる。熱伝導性ビアが、少なくとも部分的に外側シェル構造の厚さを通して、内部の機械的構造から延在することができる。
【０００７】
別の実施形態では、ユーザの頭部上に装着されるように構成されるウェアラブルコンポーネントを製造する方法が、開示される。本方法は、内部の機械的構造と、少なくとも部分的に外側シェル構造の厚さを通して内部の機械的構造から延在する熱伝導性ビアとを提供するステップとを含むことができる。本方法は、内部の機械的構造がウェアラブルコンポーネントのユーザ側と外側シェル構造との間にあるように、外側シェル構造の背面を内部の機械的構造に機械的に結合するステップを含むことができる。内部の機械的構造は、ウェアラブルコンポーネントのユーザ側から離れるように熱を外側シェル構造に伝達するように構成されることができる。
【０００８】
本明細書に説明される主題の１つ以上の実施形態の詳細が、付随の図面および以下の説明に記載される。他の特徴、側面、および利点は、説明、図面、および請求項から明白となるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、人物によって視認されるある仮想現実オブジェクトおよびある物理的オブジェクトを伴う、拡張現実シナリオの例証を描写する。
【００１０】
【図２Ａ】図２Ａ−２Ｄは、ウェアラブルシステムの実施例を図式的に図示する。
【図２Ｂ】図２Ａ−２Ｄは、ウェアラブルシステムの実施例を図式的に図示する。
【図２Ｃ】図２Ａ−２Ｄは、ウェアラブルシステムの実施例を図式的に図示する。
【図２Ｄ】図２Ａ−２Ｄは、ウェアラブルシステムの実施例を図式的に図示する。
【００１１】
【図３】図３は、クラウドコンピューティングアセットとローカル処理アセットとの間の協調を図式的に図示する。
【００１２】
【図４】図４は、ＡＲシステムの実施形態のコンポーネントの実施例を図式的に図示する。
【００１３】
【図５Ａ】図５Ａは、種々の実施形態による、ウェアラブルコンポーネントの概略斜視図である。
【００１４】
【図５Ｂ】図５Ｂは、種々の実施形態による、ウェアラブルコンポーネントの概略斜視図である。
【００１５】
【図６Ａ】図６Ａは、熱源に対して熱を非対称的に伝達する合成積層構造の概略側面断面図である。
【００１６】
【図６Ｂ】図６Ｂは、種々の実施形態による、熱管理構造の概略側面断面図である。
【００１７】
【図６Ｃ】図６Ｃは、図６Ｂの熱管理構造を備える、ウェアラブルコンポーネントの概略図である。
【００１８】
図面全体を通して、参照番号は、参照される要素間の対応を示すために再使用され得る。図面は、本明細書に説明される例示的実施形態を図示するために提供され、本開示の範囲を限定することを意図されない。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
ＡＲ、ＶＲ、および位置特定システムの概要
図１では、拡張現実場面（４）が、描写されており、ＡＲ技術のユーザには、人々、木々、背景における建物、およびコンクリートプラットフォーム（１１２０）を特徴とする、実世界公園状設定（６）が見える。これらのアイテムに加え、ＡＲ技術のユーザはまた、実世界プラットフォーム（１１２０）上に立っているロボット像（１１１０）と、マルハナバチの擬人化のように見える、飛んでいる漫画のようなアバタキャラクタ（２）とが「見える」と知覚するが、これらの要素（２、１１１０）は、実世界には存在しない。ヒト視知覚系は、非常に複雑であって、他の仮想または実世界画像要素の中で仮想画像要素の快適かつ自然な感覚で豊かな提示を促進する、ＶＲまたはＡＲ技術を生成することは、困難である。
【００２０】
頭部装着型ＶＲまたはＡＲディスプレイ（またはヘルメット搭載型ディスプレイまたはスマートグラス）は、典型的には、ユーザの頭部に少なくとも緩く結合され、したがって、ユーザの頭部が移動すると、移動し得る。ユーザの頭部の運動が、ディスプレイシステムによって検出される場合、表示されているデータは、頭部姿勢の変化を考慮するように更新されることができる。実施例として、頭部装着型ディスプレイを装着するユーザが、ディスプレイ上の３次元（３−Ｄ）オブジェクトの仮想表現を視認し、３−Ｄオブジェクトが現れる面積の周囲を歩き回る場合、その３−Ｄオブジェクトは、視点毎に再レンダリングされ、彼らが実空間を占有するオブジェクトの周囲を歩き回っているような知覚をユーザに与えることができる。頭部装着型ディスプレイが、仮想空間内に複数のオブジェクト（例えば、豊かな仮想世界）を提示するために使用される場合、頭部の姿勢の測定（例えば、ユーザの頭部の場所および配向）が、ユーザの動的に変化する頭部場所および配向に合致するように場面を再レンダリングし、仮想空間内への没入感の増加を提供するために使用されることができる。
【００２１】
ＡＲシステムでは、頭部の姿勢の検出または計算は、ユーザにとって意味をなす様式において、仮想オブジェクトが実世界内の空間を占有するように現れるように、仮想オブジェクトをレンダリングすることを可能にすることができる。加えて、ユーザの頭部またはＡＲシステムと連動したハンドヘルドデバイス（「トーテム」とも称され得る）、触知デバイス、または他の実際の物理的オブジェクト等の実オブジェクトの位置および／または配向の検出もまた、ディスプレイシステムが、ディスプレイ情報をユーザに提示し、ユーザが、ＡＲシステムのある側面と効率的に相互作用することを可能にすることを促進し得る。ユーザの頭部が、実世界内で動き回るにつれて、仮想オブジェクトは、仮想オブジェクトが実世界に対して安定したまま現れるように、頭部の姿勢の関数として再レンダリングされ得る。少なくともＡＲ用途に関して、物理的オブジェクトと空間的に連動した仮想オブジェクトの設置（例えば、２次元または３次元において物理的オブジェクトに空間的に近接して現れるように提示される）は、些細な問題ではあり得ない。例えば、頭部の移動が、周囲環境の視点からの仮想オブジェクトの設置を有意に複雑にし得る。これは、視点が周囲環境の画像として捕捉され、次いで、エンドユーザに投影または表示されるかどうか、またはエンドユーザが周囲環境の視点を直接知覚するかどうかに当てはまる。例えば、頭部の移動は、エンドユーザの視野を変化させる可能性が高く、これは、種々の仮想オブジェクトがエンドユーザの視野に表示される場所に対する更新を要求する可能性が高いであろう。加えて、頭部移動は、多種多様な範囲および速度で生じ得る。頭部移動速度は、異なる頭部移動間においてだけではなく、単一頭部移動の範囲内またはそれを横断して変動し得る。例えば、頭部移動速度は、始点から増加し得（例えば、線形または非線形）、終点に到達するにつれて、減少し得、頭部の移動の始点と終点との間のある場所で最大速度を得る。高速頭部移動は、特定の表示または投影技術の能力さえ超え、均一および／または平滑運動としてエンドユーザに現れる画像をレンダリングし得る。
【００２２】
頭部追跡正確度および待ち時間（例えば、ユーザがその頭部を移動させてから、画像が更新され、ユーザに表示されるまでの経過時間）は、ＶＲおよびＡＲシステムにとって課題となっている。特に、ユーザの視野の実質的部分を仮想要素で充填する、ディスプレイシステムに関して、頭部追跡の正確度が高く、頭部運動の最初の検出からディスプレイによってユーザの眼に送達される光の更新までの全体的システム待ち時間が非常に短い場合、有利である。待ち時間が長い場合、システムは、ユーザの前庭と視感覚系との間に不整合をもたらし、乗り物酔いまたは３Ｄ酔いにつながり得る、ユーザ知覚シナリオを生成させ得る。システム待ち時間が長い場合、仮想オブジェクトの見掛け場所は、高速頭部運動の間、不安定に現れ得る。
【００２３】
頭部装着型ディスプレイシステムに加え、他のディスプレイシステムもまた、正確かつ短い待ち時間の頭部の姿勢検出から恩恵を受け得る。これらとして、ディスプレイが、ユーザの身体に装着されず、例えば、壁または他の表面上に搭載される、頭部追跡型ディスプレイシステムが挙げられる。頭部追跡型ディスプレイは、場面上に窓のように作用し、ユーザがその頭部を「窓」に対して移動させるにつれて、場面は、ユーザの変化する視点に合致するように、再レンダリングされる。他のシステムとして、頭部装着型ディスプレイが光を実世界上に投影する、頭部装着型投影システムが挙げられる。
【００２４】
加えて、現実的拡張現実体験を提供するために、ＡＲシステムは、ユーザと相互作用するように設計されてもよい。例えば、複数のユーザが、仮想ボールおよび／または他の仮想オブジェクトを用いて、ボールゲームをプレーしてもよい。１人のユーザが、仮想ボールを「キャッチ」し、ボールを別のユーザに投げ返してもよい。別の実施形態では、第１のユーザは、仮想ボールを打つためのトーテム（例えば、ＡＲシステムに通信可能に結合されるバット状オブジェクト）を提供されてもよい。他の実施形態では、仮想ユーザインターフェースは、ユーザが多くのオプションのうちの１つを選択することを可能にするために、ＡＲユーザに提示されてもよい。ユーザは、トーテム、触知デバイス、ウェアラブルコンポーネントを使用し、または単に、仮想画面をタッチし、システムと相互作用してもよい。
【００２５】
ユーザの頭部の姿勢および配向を検出することおよび空間内の実オブジェクトの物理的場所を検出することは、ＡＲシステムが、仮想コンテンツを効果的かつ楽しい様式で表示することを可能にする。しかしながら、これらの能力は、ＡＲシステムにとって有利であるが、達成することが困難であり得る。言い換えると、ＡＲシステムは、実オブジェクト（例えば、ユーザの頭部、トーテム、触知デバイス、ウェアラブルコンポーネント、ユーザの手等）の物理的場所を認識し、実オブジェクトの物理的座標をユーザに表示されている１つ以上の仮想オブジェクトに対応する仮想座標に相関させなければならない。これは、概して、１つ以上のオブジェクトの位置および配向を高速レートで追跡する非常に正確なセンサおよびセンサ認識システムを要求する。現在のアプローチは、満足のゆく速度または精度規格において位置特定を行い得ない。したがって、ＡＲおよびＶＲデバイスのコンテキストにおいて、より優れた位置特定システムの必要がある。
【００２６】
例示的ＡＲおよびＶＲシステムおよびコンポーネント
図２Ａ−２Ｄを参照すると、いくつかの一般的コンポーネントオプションが、図示される。図２Ａ−２Ｄの議論に従う、詳細な説明の部分では、種々のシステム、サブシステム、およびコンポーネントが、ヒトＶＲおよび／またはＡＲのための高品質かつ快適に知覚されるディスプレイシステムを提供する目的に対処するために提示される。
【００２７】
図２Ａに示されるように、ＡＲシステムユーザ（６０）は、ユーザの眼の正面に位置付けられるディスプレイシステム（６２）に結合されるフレーム（６４）構造を特徴とする、頭部搭載型コンポーネント（５８）を装着するように描写される。スピーカ（６６）が、描写される構成においてフレーム（６４）に結合され、ユーザの外耳道に隣接して位置付けられる（一実施形態では、示されない別のスピーカが、ユーザの他方の外耳道に隣接して位置付けられ、ステレオ／成形可能音制御を提供する）。ディスプレイ（６２）は、有線導線または無線コネクティビティ等によって、ローカル処理およびデータモジュール（７０）に動作可能に結合（６８）され、これは、フレーム（６４）に固定して取り付けられる、図２Ｂの実施形態に示されるようにヘルメットまたは帽子（８０）に固定して取り付けられる、ヘッドホンに内蔵される、図２Ｃの実施形態に示されるようにリュック式構成においてユーザ（６０）の胴体（８２）に除去可能に取り付けられる、または図２Ｄの実施形態に示されるようにベルト結合式構成においてユーザ（６０）の臀部（８４）に除去可能に取り付けられる等、種々の構成において搭載されてもよい。
【００２８】
ローカル処理およびデータモジュール（７０）は、電力効率の良いプロセッサまたはコントローラおよびフラッシュメモリ等のデジタルメモリを備えてもよく、両方とも、ａ）画像捕捉デバイス（カメラ等）、マイクロホン、慣性測定ユニット、加速度計、コンパス、ＧＰＳユニット、無線デバイス、および／またはジャイロスコープ等、フレーム（６４）に動作可能に結合され得る、センサから捕捉される、および／またはｂ）可能性として、処理または読出後、ディスプレイ（６２）への通過のために、遠隔処理モジュール（７２）および／または遠隔データリポジトリ（７４）を使用して、入手および／または処理され得る、データの処理、キャッシュ、および記憶を補助するために利用されてもよい。ローカル処理およびデータモジュール（７０）は、有線または無線通信リンク等を介して、遠隔モジュール（７２、７４）が、相互に動作可能に結合され、ローカル処理およびデータモジュール（７０）へのリソースリソースとして利用可能であるように、これらの遠隔処理モジュール（７２）および遠隔データリポジトリ（７４）に動作可能に結合（７６、７８）されてもよい。
【００２９】
一実施形態では、遠隔処理モジュール７２は、データおよび／または画像情報を分析および処理するように構成される、１つ以上の比較的に高性能なプロセッサまたはコントローラを備えてもよい。一実施形態では、遠隔データリポジトリ（７４）は、比較的に大規模なデジタルデータ記憶設備を備え得、これは、インターネットまたは「クラウド」リソース構成における他のネットワーキング構成を通して利用可能であってもよい。一実施形態では、全てのデータが、記憶され、全ての算出が、ローカル処理およびデータモジュールにおいて実施され、任意の遠隔モジュールからの完全に自律的な使用を可能にする。
【００３０】
ここで図３を参照すると、概略図は、クラウドコンピューティングアセット（４６）とローカル処理アセット（例えば、ユーザの頭部（１２０）に結合される頭部搭載型コンポーネント（５８）およびユーザのベルト（３０８）に結合されるローカル処理およびデータモジュール（７０）内に常駐し得る）との間の協調を図示する。したがって、コンポーネント７０はまた、図３に示されるように、「ベルトパック」７０とも称され得る。一実施形態では、１つ以上のサーバシステム（１１０）等のクラウド（４６）アセットは、有線または無線ネットワーキング等を介して、（無線は、モバイル式のために好ましく、有線は、所望され得る、ある高帯域幅または高データ量伝達のために好ましい）、直接、上記に記載されるように、ユーザの頭部（１２０）およびベルト（３０８）に結合されるプロセッサおよびメモリ構成等のローカルコンピューティングアセットの一方または両方（４０、４２）に動作可能に結合（１１５）される。ユーザにローカルのこれらのコンピューティングアセットは同様に、図８を参照して以下に議論される有線結合（６８）等、有線および／または無線コネクティビティ構成（４４）を介して、相互に動作可能に結合されてもよい。一実施形態では、ユーザの頭部（１２０）に搭載される低慣性および小型サブシステムを維持するために、ユーザとクラウド（４６）との間の一次伝達は、ベルト（３０８）に搭載されるサブシステムとクラウドとの間のリンクを介してもよく、頭部搭載型サブシステム（１２０）は、主に、例えば、パーソナルコンピューティング周辺コネクティビティ用途において現在採用されるような超広帯域（「ＵＷＢ」）コネクティビティ等の無線コネクティビティを使用して、ベルトベースのサブシステム（３０８）にデータテザリングされる。
【００３１】
効率的ローカルおよび遠隔処理協調および図２Ａに示されるユーザインターフェースまたはユーザディスプレイシステム（６２）またはその変形例等のユーザのための適切なディスプレイデバイスを用いることで、ユーザの現在の実際の場所または仮想場所に関する１つの世界の側面は、ユーザに伝達または「パス」され、効率的方式で更新され得る。言い換えると、世界のマップが、ユーザのＡＲシステム上に部分的に常駐し、かつクラウドリソース内に部分的に常駐し得る記憶場所において、持続的に更新され得る。マップ（「パス可能世界モデル」とも称される）は、ラスタ画像、３−Ｄおよび２−Ｄ点、パラメータ情報、および実世界についての他の情報を備える、大型データベースであってもよい。ますます多くのＡＲユーザが、その実環境についての情報を持続的に捕捉するにつれて（例えば、カメラ、センサ、ＩＭＵ等を通して）、マップは、ますます正確かつ完全となる。
【００３２】
上記に記載されるような構成を用いることで、クラウドコンピューティングリソース上に常駐し、そこから配信されることができる、１つの世界モデルが存在し、そのような世界は、リアルタイムビデオデータまたは同等物のパスを試みるために好ましい比較的に低帯域幅形態において、１人以上のユーザに「パス可能」となり得る。像の近くに立っている人（例えば、図１に示されるように）の拡張体験は、クラウドベースの世界モデルによって情報提供されてもよく、そのサブセットは、彼らおよび彼らのローカルディスプレイデバイスにパスされ、ビューを完成させてもよい。机上にあるパーソナルコンピュータと同程度に単純であり得る、遠隔ディスプレイデバイスに向かって着座している人が、情報の同一セクションをクラウドから効率的にダウンロードし、それを自身のディスプレイ上にレンダリングさせることもできる。実際、実際に像の近くに居る公園内に存在する１人の人物は、遠隔に位置する友人と公園内を散歩してもよく、友人は、仮想および拡張現実を通して参加する。本システムは、通りの場所、木々の場所、像の場所を把握する必要があるであろうが、クラウド上のその情報を用いることで、参加する友人は、クラウドから、シナリオの側面をダウンロードし、次いで、実際に公園内に居る人物に対してローカルな拡張現実に沿って歩行を開始することができる。
【００３３】
３次元（３−Ｄ）点が、環境から捕捉されてもよく、それらの画像または点を捕捉するカメラの姿勢（例えば、世界に対するベクトルおよび／または原位置情報）が、これらの点または画像が、本姿勢情報と「タグ付けされる」、または関連付けられ得るように、決定されてもよい。次いで、第２のカメラによって捕捉された点は、第２のカメラの姿勢を決定するために利用されてもよい。言い換えると、第１のカメラからのタグ付けされた画像との比較に基づいて、第２のカメラを配向および／または位置特定することができる。次いで、本知識は、テクスチャを抽出する、マップを作成するため、および実世界の仮想コピーを作成するために利用されてもよい（その時点で、位置合わせされる２つのカメラが周囲に存在するため）。
【００３４】
したがって、基礎レベルでは、一実施形態では、人物装着型システムは、３−Ｄ点およびその点を生成した２−Ｄ画像の両方を捕捉するために利用されることができ、これらの点および画像は、クラウド記憶および処理リソースに送信されてもよい。それらはまた、内蔵姿勢情報とともにローカルにキャッシュされてもよい（例えば、タグ付けされた画像をキャッシュする）。したがって、クラウドは、すぐ使える状態の（すなわち、利用可能なキャッシュ内において）タグ付けされた２−Ｄ画像（例えば、３−Ｄ姿勢とタグ付けされた）を３−Ｄ点とともに有し得る。ユーザが、動的なものを観察している場合、また、クラウドに、運動に関する付加的情報を送信してもよい（例えば、別の人物の顔を見ている場合、ユーザは、顔のテクスチャマップを撮影し、周囲世界がその他の点では基本的に静的であっても、それを最適化された周波数でプッシュすることができる）。オブジェクト認識装置およびパス可能世界モデルに関するさらなる情報は、「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  ａｎｄ  ｖｉｒｔｕａｌ  ｒｅａｌｉｔｙ」と題された米国特許公開第２０１４／０３０６８６６号（参照することによって本明細書にその全体として組み込まれる）とともに、Ｍａｇｉｃ  Ｌｅａｐ，  Ｉｎｃ．（Ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ，  Ｆｌｏｒｉｄａ）によって開発されたもの等の拡張および仮想現実システムに関連する、以下の付加的開示、すなわち、米国特許公開第２０１５／０１７８９３９号、米国特許公開第２０１５／０２０５１２６号、米国特許公開第２０１４／０２６７４２０号、米国特許公開第２０１５／０３０２６５２号、米国特許公開第２０１３／０１１７３７７号、および米国特許公開第２０１３／０１２８２３０号（それぞれ、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に見出され得る。
【００３５】
ＧＰＳおよび他の位置特定情報が、そのような処理のための入力として利用されてもよい。ユーザの頭部、トーテム、手のジェスチャ、触知デバイス等の非常に正確な位置特定が、適切な仮想コンテンツをユーザに表示するために、有利であり得る。
【００３６】
頭部搭載型デバイス（５８）は、デバイスの装着者の眼の正面に位置付け可能なディスプレイを含んでもよい。ディスプレイは、ライトフィールドディスプレイを備えてもよい。ディスプレイは、複数の深度平面において画像を装着者に提示するように構成されてもよい。ディスプレイは、回折要素を伴う平面導波管を備えてもよい。本明細書に開示される実施形態のいずれかと併用可能なディスプレイ、頭部搭載型デバイス、および他のＡＲコンポーネントの実施例は、米国特許公開第２０１５／００１６７７７号に説明される。米国特許公開第２０１５／００１６７７７号は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる。
【００３７】
図４を参照すると、多くの感知コンポーネントを特徴とする、システム構成が、図示される。頭部搭載型ウェアラブルコンポーネント（５８）は、ここでは、制御および急速解除モジュール（８６）もまた特徴とする、物理的マルチコア導線を使用して、ベルトパック等のローカル処理およびデータモジュール（７０）に動作可能に結合（６８）されて示される。ローカル処理およびデータモジュール（７０）は、ここでは、低電力Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線接続によって、ハンドヘルドコンポーネント（６０６）に動作可能に結合（１００）される。ハンドヘルドコンポーネント（６０６）はまた、低電力Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線接続等によって、直接、頭部搭載型ウェアラブルコンポーネント（５８）に動作可能に結合（９４）されてもよい。概して、ＩＭＵデータが、種々のコンポーネントの座標姿勢検出に通過される場合、数百または数千サイクル／秒またはより高い範囲内等、高周波数接続が、望ましい。センサ（６０４）および送信機（６０２）ペアリング等による電磁位置特定感知のためには、数十サイクル／秒が、適正であり得る。また、壁（８）等のユーザの周囲の実世界内の固定オブジェクトを表す、グローバル座標系（１０）も示される。
【００３８】
クラウドリソース（４６）はまた、それぞれ、ローカル処理およびデータモジュール（７０）に、頭部搭載型ウェアラブルコンポーネント（５８）に、壁（８）またはグローバル座標系（１０）に対して固定される他のアイテムに結合され得るリソースに動作可能に結合（４２、４０、８８、９０）されてもよい。壁（８）に結合される、またはグローバル座標系（１０）に対して既知の位置および／または配向を有する、リソースは、無線送受信機（１１４）、電磁エミッタ（６０２）および／または受信機（６０４）、赤外線ＬＥＤビーコン等の所与のタイプの放射線を放出または反射させるように構成されるビーコンまたは反射体（１１２）、セルラーネットワーク送受信機（１１０）、レーダエミッタまたは検出器（１０８）、ライダエミッタまたは検出器（１０６）、ＧＰＳ送受信機（１１８）、既知の検出可能パターン（１２２）を有するポスタまたはマーカ、およびカメラ（１２４）を含んでもよい。
【００３９】
頭部搭載型ウェアラブルコンポーネント（５８）は、赤外線カメラ（１２４）のための赤外線エミッタ（１３０）等のカメラ（１２４）検出器を補助するように構成される光エミッタ（１３０）に加え、図示されるような類似コンポーネントを特徴とする。頭部搭載型ウェアラブルコンポーネント（５８）はまた、１つ以上の歪みゲージ（１１６）を特徴とし、これは、頭部搭載型ウェアラブルコンポーネント（５８）のフレームまたは機械的プラットフォームに固定して結合され、電磁受信機センサ（６０４）またはディスプレイ要素（６２）等のコンポーネント間のそのようなプラットフォームの偏向を決定するように構成されてもよく、図４に描写される眼鏡様プラットフォーム上の突出部の上方の部分等のプラットフォームの薄い部分等においてプラットフォームの屈曲が生じた場合、それを理解することが重要であり得る。
【００４０】
頭部搭載型ウェアラブルコンポーネント（５８）はまた、プロセッサ（１２８）と、１つ以上のＩＭＵ（１０２）とを特徴とする。コンポーネントはそれぞれ、好ましくは、プロセッサ（１２８）に動作可能に結合される。ハンドヘルドコンポーネント（６０６）およびローカル処理およびデータモジュール（７０）は、類似コンポーネントを特徴とするように図示される。図４に示されるように、そのように多くの感知およびコネクティビティ手段を用いることで、そのようなシステムは、重く、電力を大量に消費し、大型で、かつ比較的に高価である可能性が高い。しかしながら、例証目的のために、そのようなシステムは、非常に高レベルのコネクティビティ、システムコンポーネント統合、および位置／配向追跡を提供するために利用されてもよい。例えば、そのような構成を用いることで、種々の主要モバイルコンポーネント（５８、７０、６０６）は、Ｗｉ−Ｆｉ、ＧＰＳ、またはセルラー信号三角測量を使用して、グローバル座標系に対する位置の観点から位置特定されてもよく、ビーコン、電磁追跡（本明細書に説明されるように）、レーダ、およびライダシステムはさらに、場所および／または配向情報およびフィードバックを提供してもよい。マーカおよびカメラもまた、相対および絶対位置および配向に関するさらなる情報を提供するために利用されてもよい。例えば、頭部搭載型ウェアラブルコンポーネント（５８）に結合されて示されるもの等の種々のカメラコンポーネント（１２４）は、コンポーネント（５８）が他のコンポーネントに対して配向される場所およびその状態を決定するために、同時位置特定およびマッピングプロトコル、すなわち、「ＳＬＡＭ」において利用され得る、データを捕捉するために利用されてもよい。
【００４１】
頭部搭載型ウェアラブルコンポーネント（５８）およびそのセンサの他の特徴および実施形態は、２０１７年８月２２日に出願され、「ＡＵＧＭＥＮＴＥＤ  ＲＥＡＬＩＴＹ  ＤＩＳＰＬＡＹ  ＤＥＶＩＣＥ  ＷＩＴＨ  ＤＥＥＰ  ＬＥＡＲＮＩＮＧ  ＳＥＮＳＯＲＳ」と題された米国特許出願第１５／６８３，６６４号（その全内容は、参照することによって本明細書に組み込まれる）に説明される。
【００４２】
本明細書に議論されるように、頭部搭載型ウェアラブルＡＲ／ＶＲシステム（５８）は、３次元空間内のシステムの場所および／または配向を決定するための種々のセンサを含むことができる。例えば、磁気センサおよび光学センサは、本目的のために使用されることができる。好適な磁気センサは、上記に議論される電磁センサ（６０４）等の磁力計を含んでもよく、これは、エミッタ（６０２）からの磁場の検出に基づいて、ＡＲ／ＶＲシステム（５８）の場所および／または配向を決定することに役立つために使用されることができる。別の好適な磁気センサは、ＩＭＵ（１０２）に内蔵された磁力計であって、これは、地球の磁場の検出に基づいて、ＡＲ／ＶＲシステム（５８）の場所および／または配向を決定することに役立ち得る。一方、好適な光学センサは、例えば、外向きに面した可視光または赤外線カメラを含むことができ、これも同様に、ＡＲ／ＶＲシステム（５８）および他のオブジェクトの両方の場所および／または配向を決定することに役立てるために使用されることができる。
【００４３】
熱管理システムの実施例
本明細書に開示される種々の実施形態は、例えば、ウェアラブル頭部搭載型ＡＲシステムおよびデバイスを含む、ウェアラブルコンポーネントのための熱管理システムに関する。図５Ａ−６Ｃを参照すると、内蔵プロセッサ等の種々の電子コンポーネントを備える、頭部搭載型ウェアラブルコンポーネント（５８）に関する課題のうちの１つは、コンポーネント（５８）および関連付けられたサブコンポーネントからの熱をユーザの頭部から離れるように伝導させることである。図５Ａ−５Ｂに示されるように、例えば、ウェアラブルコンポーネント（５８）は、システムサブコンポーネント（例えば、ＡＲ、ＶＲ、および他の機能性を提供するように構成される、図４に示されるもの等のサブコンポーネント）のための機械的支持を提供するように構成される、１つ以上の支持構造を備える、ウェアラブル支持体３７３を備えることができ、ウェアラブルコンポーネント５８は、熱エネルギーまたは熱をユーザの頭部から離れるように伝導させるように構成される。例えば、本明細書に説明されるように、ウェアラブルコンポーネント（５８）は、図４に関連して図示および説明される電子コンポーネントを含む、ウェアラブル支持体（３７３）に結合される、またはその中に配置される、１つ以上の電子コンポーネントを備えることができる。そのような電子コンポーネントは、熱を生成し得、生成された熱をユーザの頭部から離れるように伝導させることが望ましくあり得る。
【００４４】
また、概して、快適性および他の人間工学および動作利点（例えば、頭部移動の間、ユーザの頭部とともに容易に留まるように、低い慣性および慣性モーメント）のために、低質量である頭部搭載型ウェアラブルコンポーネント（５８）を有することが望ましい。一実施形態では、頭部搭載型ウェアラブルコンポーネント（５８）の種々のコンポーネントは、エポキシ等の１つ以上の基質材料と組み合わせられる、補強材料（例えば、炭素繊維ストランドおよび／または布地）等の合成材料を備えてもよい。そのような構造は、頭部搭載型ウェアラブルコンポーネント（５８）の種々の部分にわたって具体的構造弾性率を有するようにエンジニアリングされてもよく、比較的に低質量であってもよい。図５Ａを参照すると、一実施形態では、ウェアラブル支持体（３７３）は、選択エリア内の偏向を限定し、熱をユーザの頭部から離れるように伝達するための熱経路を提供する役割を果たす、機械的内側構造（３７０）を備えることができる。ウェアラブル支持体（３７３）はまた、エポキシまたは樹脂に接合される布地を備えるもの等、合成材料の複数の層を備え得る、外側シェルコンポーネント（３７２）を含むことができる。図５Ｂを参照すると、１つ以上の機械的内側構造（３７６）が、相対的堅度が所望される選択エリア内の偏向限定部としての役割を果たすために提供されてもよい。図５Ａに示される機械的内側構造（３７０）と同様に、図５Ｂの機械的内側構造（３７６）もまた、熱をユーザの頭部から離れるように伝達するための熱経路を提供してもよい。図５Ｂに示されるように、方略的切り込みまたは間隙（３７４）（例えば、溝）が、ウェアラブル支持体（３７３）の種々の層内に形成され、あるエリアまたはゾーンに対する偏向を限定し（構造の一部を横断した「リビングヒンジ」構成として知られるものの場合等）、熱を離れるように伝達するための機械的手段を提供する役割を果たしてもよい。図５Ｂでは、例えば、切り込みまたは間隙（３７４）は、部分的にウェアラブル支持体（３７３）の厚さを通して、例えば、部分的に支持体（３７３）の内側構造の厚さを通して形成されてもよい。種々の実施形態では、切り込みまたは間隙（３７４）は、間隙（３７４）またはその近傍の領域に対する偏向に焦点を当て、それによって、間隙（３７４）から離れた支持体（３７３）の領域内の偏向を限定するように、間隙（３７４）に近接して偏向量を増加させることができる。種々の実施形態では、間隙（３７４）は、非使用時、支持体（３７３）を折畳するように、支持体（３７３）が内向きに屈曲することを可能にすることができる。
【００４５】
ある合成材料に関する課題のうちの１つは、構成材料、典型的には、繊維または布地等の補強材料のうちのいくつかが、比較的に高熱伝導性の性質を有し得るが、エポキシ等の基質材料は、典型的には、低熱伝導性性質を有し、全体的合成材料に幾分低熱伝導性を持たせることである。合成材料に関する熱伝導性は、補強繊維の平面と平行な平面における熱伝導性が補強繊維の平面に対して法線方向により熱伝導性であり得るような異方性であり得る。
【００４６】
図６Ａを参照すると、合成部材の従来の層化構成では、基質（３８４）の層が、繊維または布地（３８６）の層と組み合わせられ、繊維または布地（３８６）は、比較的に高熱伝導性を有し得るが、基質（３８４）は、典型的には、低熱伝導性を有し、したがって、繰り返し的および対称的な層化に起因して、熱（３８０）の効率的逃散または伝達を妨げる。熱源（３８０）から合成構造を横断した簡略化された熱プロファイルマップ（３８２）が、図６Ａに示され、より多くの熱が、源のより近くで伝達されている。
【００４７】
故に、本明細書に開示される種々の実施形態は、ウェアラブルコンポーネント（５８）の種々の電子コンポーネントと熱連通し得る、熱管理構造またはシステムを含む。熱管理構造は、ウェアラブル支持体（３７３）がユーザの頭部上に配置されるとき、電子コンポーネントからの熱をユーザの頭部から離れるように、したがって、ウェアラブル支持体（３７３）のユーザ側（３９２）から離れるように伝達するように構成されることができる。図６Ｂおよび６Ｃを参照すると、種々のタイプの非対称性が、外側シェル構造（３７２）の合成構造（積層構造を備えてもよい）に提供され、構造を横断して、規定された幾何学的位置において、熱をより最適に伝達し得る。図６Ａ−６Ｃでは、例えば、外側シェル構造（３７２）は、複数の交互する第１および第２の層を伴う積層構造を備えることができ、第１の層（例えば、層（３８６））は、第２の層（例えば、基質層（３８４））より高い熱伝導性を有する。図６Ｂ−６Ｃに示されるもの等のいくつかの配列では、隣接する層（３８６）は、１つまたは複数（例えば、２つ）の層（３８４）によって分離されることができる。
【００４８】
図６Ｂを参照すると、比較的に高熱伝導性を有する、内部の機械的構造（３８８）が、合成構造の隣り合った面と平行に合成構造の実質的部分（例えば、外側シェル構造（３７２））を横断して延在するように示される。加えて、「熱ビア」（３９０）を含む、熱管理構造が、源（３８０）からの熱伝達を合成構造の少なくとも１つの層を横断してそのような場所に具体的に集束させるために、熱源（３８０）の近傍に位置付けられるように示される。これは、例えば、サンプル熱プロファイルプロット（３８３）によって図示され、より大きい矢印は、概して、より小さい矢印よりも多くの熱が伝達されることを表す。いくつかの実施形態では、熱管理構造は、ユーザの頭部上に装着されるとき、熱源（３８０）からの熱を支持構造のユーザ側（３９２）から離れるように、例えば、ユーザに隣接または対面するウェアラブルコンポーネント（５８）の側から離れるように指向する。いくつかの実施形態では、内部の機械的構造（３８８）は、熱源（３８０）、例えば、下記に説明される部材（３８９）等の構造（３８８）の一部に熱的に結合されることができ、源（３８０）から離れるように熱を熱的に伝導させるように、源（３８０）（電子コンポーネント等）の一部に接触し得る。図６Ｂ−６Ｃに示される内部の機械的構造（３８８）はまた、例えば、間隙または溝（３７４）等を含む、図５Ａ−５Ｂに示される機械的構造を含んでもよいことを理解されたい。
【００４９】
図６Ｂに示されるように、例えば、内部の機械的構造（３８８）は、シェル構造（３７２）の背面（３９３）に結合される（例えば、接着または別様に機械的に接続される）、熱伝導性平面部材（３８９）を備えることができる。熱伝導性ビア（３９０）が、熱伝導性平面部材（３８９）から延在することができる（例えば、それに結合される、またはそれとともに形成されることができる）。示されるように、ビア（３９０）は、熱伝導性平面部材（３８９）と非平行（例えば、略垂直）に配置されることができる。さらに、熱伝導性ビア（３９０）は、少なくとも部分的に外側シェル構造（３７２）の厚さを通して延在することができる。図示される実施形態では、例えば、ビア（３９０）は、部分的に外側シェル構造（３７２）の厚さを通して延在する。他の実施形態では、ビア（３９０）は、全体的に外側シェル構造（３７２）の厚さを通して延在してもよい。いくつかの実施形態では、外側シェル（３７２）および内側機械的構造（３８８）の組み合わせられた厚さは、２ｍｍ〜５ｍｍの範囲内、または２ｍｍ〜４ｍｍの範囲内、または２ｍｍ〜３ｍｍの範囲内であることができる。いくつかの実施形態では、ビア（３９０）の長さは、外側シェル（３７２）および機械的構造（３８８）の全体的厚さ未満であることができる。例えば、いくつかの実施形態では、ビア（３９０）の長さは、５ｍｍ未満、４ｍｍ未満、３ｍｍ未満、または２ｍｍ未満であることができる。いくつかの実施形態では、ビア（３９０）の長さは、０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲内、０．５ｍｍ〜３ｍｍの範囲内、０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲内、０．５ｍｍ〜１ｍｍの範囲内、０．２５ｍｍ〜２ｍｍの範囲内、０．２５ｍｍ〜１ｍｍの範囲内、または１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内であることができる。
【００５０】
いくつかの実施形態では、図６Ｂ−６Ｃに示されるように、１つまたは複数の比較的に低熱伝導性層（３８４）が、ビア（３９０）の外側または遠位端とウェアラブルコンポーネント（５８）の外側表面またはシェル（３７２）の外側表面との間に提供されることができ、これは、コンポーネント（５８）の外側表面上のホットスポットを防止し得る。ウェアラブル支持体（３７３）が、ユーザの頭部上に装着されると、内部の機械的構造（３８８）は、ユーザの頭部と外側シェル構造（３７２）との間に配置されることができる。支持体（３７３）は、電子コンポーネントからの熱をユーザの頭部から離れるように外側シェル構造（３７２）に伝達するように有益に構成されることができる。
【００５１】
図６Ｃは、内側機械的構造（３８８）が、例証を容易にするために、外側シェル構造（３７２）と別個であるように図示される、分解図である。種々の実施形態では、内側機械的構造（３８８）およびビア（３９０）は、任意の好適な様式で外側シェル（３７２）と結合されることができる。例えば、いくつかの実施形態では、シェル（３７２）の積層構造（例えば、交互層３８４、３８６）が、いくつかの実施形態では、ビア（３９０）を中心として積層、堆積、または成型されることができる。他の実施形態では、ビア（３９０）は、シェル構造（３７２）の対応する開口部の中に挿入またはスナップ留めされることができる。ビア（３９０）および内側構造（３８８）をシェル構造（３７２）に結合するさらに他の方法も、好適であり得る。種々の実施形態では、本明細書に説明されるように、シェル構造（３７２）は、図６Ｂおよび６Ｃに示される積層構造、例えば、交互層（３８４、３８６）を備えることができる。外側シェル構造（３７２）は、他の機械的支持体および／または熱管理構造も同様に備え、例えば、外側機械的カバーまたは層を積層構造にわたって含むことができる。
【００５２】
図６Ｃは、内蔵プロセッサ、カメラ、または他の発熱性電子コンポーネントから等の比較的に高熱（３８０）に暴露され得る、内部の機械的構造（３８８）を伴う、そのような構成の実装を図示する。そのような熱は、比較的に高熱伝導性の材料を含み得る、熱ビア（３９０）を使用して、そのようなコンポーネントから離れるように指向され得る。比較的に高熱伝導性の繊維または布地（例えば、第１の層（３８６））のための好適な材料は、炭素繊維（熱伝導性約２１〜１８０Ｗ／ｍｋ、単位は、メートルケルビンあたりのワットを表す）を含み、高弾力性メソフェーズピッチ炭素繊維は、繊維方向に５００Ｗ／ｍｋである。ガラスは、熱伝導性約１Ｗ／ｍｋを有する。典型的エポキシ基質材料（例えば、第２の層（３８４）のための）は、上記に述べられたように、比較的に低熱伝導性（約０．５〜１．５Ｗ／ｍｋ）を有するが、ある他の成分も、エポキシ基質（例えば、第２の層（３８４））に追加され、熱伝導性を増加させてもよい。例えば、種々の実施形態では、カーボンナノチューブ材料（理論的熱伝導性３，５００Ｗ／ｍｋ）が、追加されてもよく、および／またはグラフェン（理論的熱伝導性５，０２０Ｗ／ｍｋ）、および／またはダイヤモンド（熱伝導性２，５００Ｗ／ｍｋ）、および／または金属成分、例えば、アルミニウム、銅、金、または銀（それぞれ、２１０Ｗ／ｍＫ、３９８Ｗ／ｍｋ、３１５Ｗ／ｍｋ、４２８Ｗ／ｍｋ）が、基質材料に追加され（すなわち、合成構成内の繊維または布地と組み合わせられる、および／または熱ビア構造として利用される）、その過熱伝導性を改良し、熱をデバイスから離れるようにおよびユーザの頭部から離れるように移動させることを補助してもよい。図６Ｃに示されるように、例えば、熱（３８０）から伝達される外側シェル（３７２）の表面における熱分布（３８３）は、図６Ａに図示される分布より均一であり得る。熱（３８０）の伝達はまた、より良好に制御され得る。例えば、熱（３８０）は、より小さいエリア（例えば、図６Ｂでは、ビア（３９０）の左および右）にわたって伝達され得る一方、熱は、ビア（３９０）の不在下では、より大きいエリアにわたって伝達される。熱伝達率もまた、ある実施形態では、より高速であり得る。例えば、ビア（３９０）は、熱を迅速にそれを通して３つの連続したより伝導性の層（３８６）のそれぞれに伝導させることができ、そこで、熱が、受容され、熱源（３８０）から消散され得る。これは、熱負荷を電子コンポーネントから除去する利点を有することができ、これは、コンポーネントが効率的に動作し、より長く持続し得るように、コンポーネントの熱を下げることに役立ち得る。さらに、図６Ｃに示されるように、複数のビア（３９０）のアレイが、ユーザから離れる熱伝達をさらに改良するように、構造（３８８）と結合されることができる。
【００５３】
別の実施形態では、電気的に伝導性材料のストランドまたは導線が、全体的合成構造の中に層化され、向上された熱伝導性だけではなく、また、電気伝導性を提供し、そのような構造の中に構築または統合される、電力、信号、または他の導線として機能してもよい。本明細書に開示されるエンジニアリングされた合成構造は、層毎に手作業で製造されてもよい、またはロボットで構築されてもよい。一実施形態では、金型が、作成されてもよく、その中に繊維および／または布地の種々の層および基質材料が、組み合わせおよび硬化のために設置されてもよい。一実施形態では、粉末コーティング層が、硬化されたコンポーネントの除去に応じて、そのようなコンポーネントの両側が、粉末コーティングされるように、最初に、金型に対して、最後に、金型の他側に対して設置されてもよい。粉末コーティングまたは他のコーティング、シール、または塗装材料が、そのようなコンポーネント類から離れる熱の放熱を促進するために、比較的に高熱伝導性のために具体的に選択されてもよい。
【００５４】
上記の図４に説明されるように、種々のコンポーネントが、頭部搭載型ウェアラブルコンポーネント（５８）に結合されてもよい。種々の実施形態では、そのようなコンポーネントは、それらがそのようなコンポーネントに内蔵され得るように、合成材料の層と物理的に統合されてもよい。
【００５５】
例えば、一実施形態では、電磁追跡のために外側表面に隣接する具体的位置に内蔵された１つ以上の銅ループ磁束捕捉回路を有することが望ましくあり得る。別の実施形態では、無線周波数アンテナとして機能する１つ以上の伝導性導線を有することが望ましくあり得、かつ比吸収率（「ＳＡＲ」）理由から、そのようなアンテナを、送信機または受信機であるかどうかにかかわらず、ユーザの皮膚に対してそのようなコンポーネントの反対側に位置付けること望ましくあり得る。別の実施形態では、繊維および／または布地の位置付けは、環状構造拡張をカメラレンズまたは他のデバイスのため等の構造内に作成される開口の場所の周囲に提供するように具体的にエンジニアリングされてもよい。
【００５６】
一実施形態では、種々の熱コンポーネントは、熱をあるコンポーネントから離れるようにおよびユーザからから離れるように移動させるだけではなく、また、通気口、ファン、および同等物等のある従来のコンポーネントを排除するように具体的にエンジニアリングされてもよい。したがって、種々の実施形態では、ウェアラブルコンポーネント（５８）は、いかなるファンも含まなくてもよく、および／またはいかなる通気口も含まなくてもよい。例えば、構造が、熱の全部または大部分が、チャネルまたは開口を通してではなく、固体構造を通して伝達されるように提供されることができる。組立も、熱の全部または大部分が、伝導によって伝達され、熱が、対流によって構造を通して伝達されないように提供されることができる。組立は、熱の全部または大部分が、構造を通した伝導および外部表面における対流によって伝達されるが、熱が熱移流によって伝達されないように提供されることができる。
【００５７】
付加的側面
第１の側面では、ユーザの頭部上に装着されるように構成されるウェアラブルコンポーネントが、開示される。ウェアラブルコンポーネントは、ウェアラブル支持体と、ウェアラブル支持体と熱連通する電子コンポーネントとを備えることができる。熱管理構造は、電子コンポーネントと熱連通することができ、熱管理構造は、電子コンポーネントからの熱をウェアラブルコンポーネントのユーザ側から離れるように伝達するように構成される。
【００５８】
第２の側面では、熱管理構造は、ウェアラブル支持体内またはウェアラブル支持体上に配置され、電子コンポーネントと熱連通する、機械的構造を備える、側面１に記載のウェアラブルコンポーネント。
【００５９】
第３の側面では、機械的構造の厚さの少なくとも一部を通して形成される１つ以上の溝をさらに備え、１つ以上の溝は、機械的構造の偏向を制御するように構成される、側面２に記載のウェアラブルコンポーネント。
【００６０】
第４の側面では、熱管理構造は、機械的構造が、ウェアラブルコンポーネントのユーザ側と外側シェル構造との間にあるように、機械的構造と結合される外側シェルを備え、機械的構造は、電子コンポーネントからの熱を外側シェルに伝達するように構成される、側面２−３のいずれか１項に記載のウェアラブルコンポーネント。
【００６１】
第５の側面では、少なくとも部分的に外側シェルの厚さを通して機械的構造から延在する、熱伝導性ビアをさらに備える、側面４に記載のウェアラブルコンポーネント。
【００６２】
第６の側面では、機械的構造は、外側シェルの背面に結合される熱伝導性平面部材を備える、側面５に記載のウェアラブルコンポーネント。
【００６３】
第７の側面では、熱伝導性ビアは、熱伝導性平面部材に結合される、またはそれとともに形成され、熱伝導性ビアは、熱伝導性平面部材に対して非平行に配置される、側面６に記載のウェアラブルコンポーネント。
【００６４】
第８の側面では、外側シェルは、積層構造を備える、側面４−７のいずれか１項に記載のウェアラブルコンポーネント。
【００６５】
第９の側面では、積層構造は、複数の交互する第１および第２の層を備え、第１の層は、第２の層より高い熱伝導性を有する、側面８に記載のウェアラブルコンポーネント。
【００６６】
第１０の側面では、第１の層は、補強材料を備える、側面９に記載のウェアラブルコンポーネント。
【００６７】
第１１の側面では、補強材料は、繊維または布地を備える、側面１０に記載のウェアラブルコンポーネント。
【００６８】
第１２の側面では、第１の層は、炭素繊維を備える、側面１１に記載のウェアラブルコンポーネント。
【００６９】
第１３の側面では、第２の層は、エポキシを備える、側面９−１２のいずれか１項に記載のウェアラブルコンポーネント。
【００７０】
第１４の側面では、１つ以上の熱伝導性コンポーネントをエポキシ内にさらに備える、側面１３に記載のウェアラブルコンポーネント。
【００７１】
第１５の側面では、１つ以上の熱伝導性コンポーネントは、カーボンナノチューブ、グラフェン、または金属のうちの少なくとも１つを含む、側面１４に記載のウェアラブルコンポーネント。
【００７２】
第１６の側面では、電子コンポーネントは、プロセッサおよびカメラのうちの少なくとも１つを含む、側面１−１５のいずれか１項に記載のウェアラブルコンポーネント。
【００７３】
第１７の側面では、ウェアラブルコンポーネントは、拡張現実デバイスを備える、側面１−１６のいずれか１項に記載のウェアラブルコンポーネント。
【００７４】
第１８の側面では、熱管理システムに内蔵される１つ以上の電気コンポーネントをさらに備える、側面１−１７のいずれか１項に記載のウェアラブルコンポーネント。
【００７５】
第１９の側面では、熱管理システムは、いかなるファンも含まない、側面１−１８のいずれか１項に記載のウェアラブルコンポーネント。
【００７６】
第２０の側面では、熱管理システムは、いかなる通気口も含まない、側面１−１９のいずれか１項に記載のウェアラブルコンポーネント。
【００７７】
第２１の側面では、ユーザの頭部上に装着されるように構成されるウェアラブルコンポーネントが、開示される。ウェアラブルコンポーネントは、内部の機械的構造がウェアラブルコンポーネントのユーザ側と外側シェル構造との間にあるように、内部の機械的構造と内部の機械的構造と機械的に結合される外側シェル構造とを備えることができる。内部の機械的構造は、ウェアラブルコンポーネントのユーザ側から離れるように熱を外側シェル構造に伝達するように構成されることができる。熱伝導性ビアは、少なくとも部分的に外側シェル構造の厚さを通して内部の機械的構造から延在することができる。
【００７８】
第２２の側面では、内部の機械的構造は、外側シェル構造の背面に結合される熱伝導性平面部材構造を備える、側面２１に記載のウェアラブルコンポーネント。
【００７９】
第２３の側面では、熱伝導性ビアは、熱伝導性平面部材に結合される、またはそれとともに形成され、熱伝導性ビアは、熱伝導性平面部材に対して非平行に配置される、側面２２に記載のウェアラブルコンポーネント。
【００８０】
第２４の側面では、外側シェル構造は、積層構造を備え、熱伝導性ビアは、積層構造の複数の層を通して延在する、側面２１−２３のいずれか１項に記載のウェアラブルコンポーネント。
【００８１】
第２５の側面では、積層構造は、複数の交互する第１および第２の層を備え、第１の層は、第２の層より高い熱伝導性を有する、側面２４に記載のウェアラブルコンポーネント。
【００８２】
第２６の側面では、ウェアラブルコンポーネントと結合される電子コンポーネントをさらに備え、内部の機械的構造は、電子コンポーネントからの熱を外側シェル構造に伝達するように構成される、側面２１−２５のいずれか１項に記載のウェアラブルコンポーネント。
【００８３】
第２７の側面では、熱は、ウェアラブルコンポーネントがユーザの頭部上に装着されるとき、熱伝導性ビアを通して、かつ複数の交互する第１および第２の層を通して伝導され、熱をユーザの頭部から離れるように伝導する、側面２５−２６のいずれか１項に記載のウェアラブルコンポーネント。
【００８４】
第２８の側面では、ユーザの頭部上に装着されるように構成されるウェアラブルコンポーネントを製造する方法が、開示される。本方法は、内部の機械的構造と、少なくとも部分的に外側シェル構造の厚さを通して内部の機械的構造から延在する熱伝導性ビアとを提供するステップを含むことができる。本方法は、内部の機械的構造がウェアラブルコンポーネントのユーザ側と外側シェル構造との間にあるように、外側シェル構造の背面を内部の機械的構造に機械的に結合するステップを含むことができる。内部の機械的構造は、ウェアラブルコンポーネントのユーザ側から離れるように熱を外側シェル構造に伝達するように構成されることができる。
【００８５】
第２９の側面では、電子コンポーネントを内部の機械的構造と熱連通するように提供するステップをさらに含む、側面２８に記載の方法。
【００８６】
第３０の側面では、１つ以上の溝を内部の機械的構造の厚さの少なくとも一部を通して形成するステップをさらに含み、１つ以上の溝は、内部の機械的構造の偏向を制御するように構成される、側面２８または２９に記載の方法。
【００８７】
付加的考慮点
本明細書に説明される、および／または添付される図に描写されるプロセス、方法、およびアルゴリズムはそれぞれ、具体的かつ特定のコンピュータ命令を実行するように構成される、１つ以上の物理的コンピューティングシステム、ハードウェアコンピュータプロセッサ、特定用途向け回路、および／または電子ハードウェアによって実行される、コードモジュールにおいて具現化され、それによって完全または部分的に自動化され得る。例えば、コンピューティングシステムは、具体的コンピュータ命令でプログラムされた汎用コンピュータ（例えば、サーバ）または専用コンピュータ、専用回路等を含むことができる。コードモジュールは、実行可能プログラムにコンパイルおよびリンクされる、動的リンクライブラリ内にインストールされ得る、または解釈されるプログラミング言語において書き込まれ得る。いくつかの実装では、特定の動作および方法が、所与の機能に特有の回路によって実施され得る。
【００８８】
さらに、本開示の機能性のある実装は、十分に数学的、コンピュータ的、または技術的に複雑であるため、（適切な特殊化された実行可能命令を利用する）特定用途向けハードウェアまたは１つ以上の物理的コンピューティングデバイスは、例えば、関与する計算の量または複雑性に起因して、または結果を実質的にリアルタイムで提供するために、機能性を実施する必要があり得る。例えば、ビデオは、多くのフレームを含み、各フレームは、数百万のピクセルを有し得、具体的にプログラムされたコンピュータハードウェアは、商業的に妥当な時間量において所望の画像処理タスクまたは用途を提供するようにビデオデータを処理する必要がある。
【００８９】
コードモジュールまたは任意のタイプのデータは、ハードドライブ、ソリッドステートメモリ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、光学ディスク、揮発性または不揮発性記憶装置、同一物の組み合わせ、および／または同等物を含む、物理的コンピュータ記憶装置等の任意のタイプの非一過性コンピュータ可読媒体上に記憶され得る。本方法およびモジュール（またはデータ）はまた、無線ベースおよび有線／ケーブルベースの媒体を含む、種々のコンピュータ可読伝送媒体上で生成されたデータ信号として（例えば、搬送波または他のアナログまたはデジタル伝搬信号の一部として）伝送され得、種々の形態（例えば、単一または多重化アナログ信号の一部として、または複数の離散デジタルパケットまたはフレームとして）をとり得る。開示されるプロセスまたはプロセスステップの結果は、任意のタイプの非一過性有形コンピュータ記憶装置内に持続的または別様に記憶され得る、またはコンピュータ可読伝送媒体を介して通信され得る。
【００９０】
本明細書に説明される、および／または添付される図に描写されるフロー図における任意のプロセス、ブロック、状態、ステップ、または機能性は、プロセスにおいて具体的機能（例えば、論理または算術）またはステップを実装するための１つ以上の実行可能命令を含む、コードモジュール、セグメント、またはコードの一部を潜在的に表すものとして理解されたい。種々のプロセス、ブロック、状態、ステップ、または機能性は、組み合わせられる、再配列される、追加される、削除される、修正される、または別様に本明細書に提供される例証的実施例から変更されることができる。いくつかの実施形態では、付加的または異なるコンピューティングシステムまたはコードモジュールが、本明細書に説明される機能性のいくつかまたは全てを実施し得る。本明細書に説明される方法およびプロセスはまた、任意の特定のシーケンスに限定されず、それに関連するブロック、ステップ、または状態は、適切な他のシーケンスで、例えば、連続して、並行して、またはある他の様式で実施されることができる。タスクまたはイベントが、開示される例示的実施形態に追加される、またはそれから除去され得る。さらに、本明細書に説明される実装における種々のシステムコンポーネントの分離は、例証を目的とし、全ての実装においてそのような分離を要求するものとして理解されるべきではない。説明されるプログラムコンポーネント、方法、およびシステムは、概して、単一のコンピュータ製品においてともに統合される、または複数のコンピュータ製品にパッケージ化され得ることを理解されたい。多くの実装変形例が、可能である。
【００９１】
本プロセス、方法、およびシステムは、ネットワーク（または分散）コンピューティング環境において実装され得る。ネットワーク環境は、企業全体コンピュータネットワーク、イントラネット、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、クラウドコンピューティングネットワーク、クラウドソースコンピューティングネットワーク、インターネット、およびワールドワイドウェブを含む。ネットワークは、有線または無線ネットワークまたは任意の他のタイプの通信ネットワークであり得る。
【００９２】
本発明は、対象デバイスを使用して行われ得る方法を含む。方法は、そのような好適なデバイスを提供するという行為を含んでもよい。そのような提供は、エンドユーザによって行われてもよい。換言すれば、「提供する」行為は、単に、エンドユーザが、対象方法において必須デバイスを提供するように、取得し、アクセスし、接近し、位置付けし、設定し、起動し、電源を入れ、または別様に作用することを要求する。本明細書で記載される方法は、論理的に可能である記載された事象の任意の順序で、および事象の記載された順序で実行されてもよい。
【００９３】
本開示のシステムおよび方法は、それぞれ、いくつかの革新的側面を有し、そのうちのいかなるものも、本明細書に開示される望ましい属性に単独で関与しない、またはそのために要求されない。上記に説明される種々の特徴およびプロセスは、相互に独立して使用され得る、または種々の方法で組み合わせられ得る。全ての可能な組み合わせおよび副次的組み合わせが、本開示の範囲内に該当することが意図される。本開示に説明される実装の種々の修正が、当業者に容易に明白であり得、本明細書に定義される一般原理は、本開示の精神または範囲から逸脱することなく、他の実装に適用され得る。したがって、請求項は、本明細書に示される実装に限定されることを意図されず、本明細書に開示される本開示、原理、および新規の特徴と一貫する最も広い範囲を与えられるべきである。
【００９４】
別個の実装の文脈において本明細書に説明されるある特徴はまた、単一の実装における組み合わせにおいて実装されることができる。逆に、単一の実装の文脈において説明される種々の特徴もまた、複数の実装において別個に、または任意の好適な副次的組み合わせにおいて実装されることができる。さらに、特徴がある組み合わせにおいて作用するものとして上記に説明され、さらに、そのようなものとして最初に請求され得るが、請求される組み合わせからの１つ以上の特徴は、いくつかの場合では、組み合わせから削除されることができ、請求される組み合わせは、副次的組み合わせまたは副次的組み合わせの変形例を対象とし得る。いかなる単一の特徴または特徴のグループも、あらゆる実施形態に必要または必須ではない。
【００９５】
とりわけ、「〜できる（ｃａｎ）」、「〜し得る（ｃｏｕｌｄ）」、「〜し得る（ｍｉｇｈｔ）」、「〜し得る（ｍａｙ）」、「例えば（ｅ．ｇ．）」、および同等物等、本明細書で使用される条件文は、別様に具体的に記載されない限り、または使用されるような文脈内で別様に理解されない限り、概して、ある実施形態がある特徴、要素、および／またはステップを含む一方、他の実施形態がそれらを含まないことを伝えることが意図される。したがって、そのような条件文は、概して、特徴、要素、および／またはステップが、１つ以上の実施形態に対していかようにも要求されること、または１つ以上の実施形態が、著者の入力または促しの有無を問わず、これらの特徴、要素、および／またはステップが任意の特定の実施形態において含まれる、または実施されるべきかどうかを決定するための論理を必然的に含むことを示唆することを意図されない。用語「〜を備える」、「〜を含む」、「〜を有する」、および同等物は、同義語であり、非限定的方式で包括的に使用され、付加的要素、特徴、行為、動作等を除外しない。また、用語「または」は、その包括的意味において使用され（およびその排他的意味において使用されず）、したがって、例えば、要素のリストを接続するために使用されると、用語「または」は、リスト内の要素のうちの１つ、いくつか、または全てを意味する。加えて、本願および添付される請求項で使用されるような冠詞「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、別様に規定されない限り、「１つ以上の」または「少なくとも１つ」を意味するように解釈されるべきである。本明細書で具体的に定義される場合を除いて、本明細書で使用される全ての技術的および科学的用語は、請求項の妥当性を維持されながら、可能な限り広義に一般的に理解される意味として与えられるべきである。さらに、請求項は、任意の随意の要素を除外するように草案されてもよいことに留意されたい。
【００９６】
本明細書で使用されるように、項目のリスト「〜のうちの少なくとも１つ」を指す語句は、単一の要素を含む、それらの項目の任意の組み合わせを指す。ある実施例として、「Ａ、Ｂ、またはＣのうちの少なくとも１つ」は、Ａ、Ｂ、Ｃ、ＡおよびＢ、ＡおよびＣ、ＢおよびＣ、およびＡ、Ｂ、およびＣを網羅することが意図される。語句「Ｘ、Ｙ、およびＺのうちの少なくとも１つ」等の接続文は、別様に具体的に記載されない限り、概して、項目、用語等がＸ、Ｙ、またはＺのうちの少なくとも１つであり得ることを伝えるために使用されるような文脈で別様に理解される。したがって、そのような接続文は、概して、ある実施形態が、Ｘのうちの少なくとも１つ、Ｙのうちの少なくとも１つ、およびＺのうちの少なくとも１つがそれぞれ存在するように要求することを示唆することを意図されない。
【００９７】
同様に、動作は、特定の順序で図面に描写され得るが、これは、望ましい結果を達成するために、そのような動作が示される特定の順序で、または連続的順序で実施される、または全ての図示される動作が実施される必要はないと認識されるべきである。さらに、図面は、フローチャートの形態で１つ以上の例示的プロセスを図式的に描写し得る。しかしながら、描写されない他の動作も、図式的に図示される例示的方法およびプロセス内に組み込まれることができる。例えば、１つ以上の付加的動作が、図示される動作のいずれかの前に、その後に、それと同時に、またはその間に実施されることができる。加えて、動作は、他の実装において再配列される、または再順序付けられ得る。ある状況では、マルチタスクおよび並列処理が、有利であり得る。さらに、上記に説明される実装における種々のシステムコンポーネントの分離は、全ての実装におけるそのような分離を要求するものとして理解されるべきではなく、説明されるプログラムコンポーネントおよびシステムは、概して、単一のソフトウェア製品においてともに統合される、または複数のソフトウェア製品にパッケージ化され得ることを理解されたい。加えて、他の実装も、以下の請求項の範囲内である。いくつかの場合では、請求項に列挙されるアクションは、異なる順序で実施され、依然として、望ましい結果を達成することができる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
2019537144.tif 000009
【図５Ａ】
2019537144.tif 000010
【図５Ｂ】
2019537144.tif 000011
【図６Ａ】
2019537144.tif 000012
【図６Ｂ】
2019537144.tif 000013
【図６Ｃ】
2019537144.tif 000014
【国際調査報告】
2019537144.tif 000015
2019537144.tif 000016